王丽

摘  要：近年来随着高分专项工程的逐步实施，大大提升了我國的对地观测能力，现已覆盖了不同的行业领域，如自然资源、生态环境、城市管理等。文章主要讲述了高分辨率遥感技术的特点及其在内蒙古地区催生的应用，如水体、森林火灾和沙漠边界监测等。

关键词：高分遥感;分辨率;监测;气象;评估

中图分类号：TP79         文献标志码：A       文章编号：2095-2945（2020）26-0170-02

Abstract： In recent years， with the gradual implementation of the high-resolution special project， China's earth observation ability has been greatly improved， and it has covered different industries， such as natural resources， ecological environment and urban management. This paper mainly describes the characteristics of high-resolution remote sensing technology and its applications in Inner Mongolia， for example， inwater body， forest fire and desert boundary monitoring.

Keywords： high resolution remote sensing; resolution; monitoring; weather; assessment

1 概述

内蒙古自治区位于我国北部边疆，东西直线距离2400公里，南北跨度1700公里，幅员辽阔，地貌多样，植被较为稀疏，属于中温带季风气候，干旱少雨，气象灾害多样，主要有干旱、大风、沙尘、暴雨、洪涝、冰雹等。近些年地面气象观测站数量虽有增加，但在覆盖范围、空间观测上仍然存在不足，利用遥感卫星可进行空间化、精细化的气象条件监测，而高分系列卫星遥感监测技术的使用使得自治区遥感资料的获取如虎添翼。

2 高分遥感监测的特点

十三五规划明确提出要做大做强卫星及应用产业，国家加大卫星遥感领域投入，提升我国卫星遥感数据国产化水平，2010年国务院批准高分专项工程，目前已发射了高分一号、高分二号等系列高分卫星。覆盖了从全色、多光谱到高光谱，从光学到雷达，从太阳同步轨道到地球同步轨道等多种类型，构成了一个具有高空间分辨率、高时间分辨率和高光谱分辨率能力的对地观测系统。

2.1 高空间分辨率

空间分辨率是指遥感影像上能够识别的两个相邻地物的最小距离。一般而言，空间分辨率优于1m的光学成像卫星所获取的数据称为高空间分辨率遥感数据。高分一号卫星是中国高分辨率对地观测系统的首发星，搭载了两台2m分辨率全色/8m分辨率多光谱相机，空间分辨率全色为2m，多光谱8m，幅宽60km（2台相机组合）;四台16m分辨率多光谱相机，空间分辨率16m，幅宽800km（四台相机组合）;高分二号全色和多光谱分辨率都提高一倍，分别达到了1m全色和4m多光谱;“高分三号”为1m分辨率;“高分四号”为地球同步轨道上的光学卫星，全色分辨率为50m;2019年11月3日11时22分发射的高分七号是我国首颗亚米级高分辨率光学传输型立体测绘卫星。

2.2 高时间分辨率

时间分辨率（temporal resolution）是指重复观测同一地区所需要的时间，是评价遥感系统动态监测能力的重要指标。高分一号重访周期只有4天，而世界上同类卫星的重复周期大多为10余天;高分三号单侧视情况下平均重访周期小于3天;高分六号与高分一号组网后，重访周期由4天缩短到2天。

2.3 高光谱分辨率

高光谱分辨率遥感是在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。可见光的波谱范围0.4-0.7μm，近红外0.7-1.3μm，中红外1.3-3μm，热红外3-14μm[1]。高分系列卫星的光谱范围基本在0.45-0.89μm之间，其中，高分四号增加3.5-4.1μm波段;高分五号是全球第一颗大气和陆地综合高光谱观测卫星，观测谱段覆盖紫外至长波红外，是国际上首次实现对大气和陆地进行综合观测的全谱段高光谱卫星;高分六号实现了8谱段CMOS探测器的国产化研制，国内首次增加了能够有效反映作物特有光谱特性的“红边”波段。

3 高分遥感技术在各领域的应用

随着高分遥感技术的发展和进步，已经在多个领域得到了充分地利用。在目前，结合内蒙古的情况来看，遥感技术已经与多项领域取得了良好的合作，这些领域包括生态环境保护、自然资源调查、黄河凌汛监测、农业灾害的监测和农作物产量评估的发展等，在这些领域中，高分遥感技术都发挥了非常重要的作用。

3.1 水体监测

彭保发等人基于GF-1号影像对2014-2016年洞庭湖水体的叶绿素a浓度、悬浮物浓度和透明度展开遥感监测[2]。靳海霞等人基于GF-2号融合影像数据对北京镇水体进行水体岸线提取和水质参数反演[3]。在内蒙古地区，基于GF-1号、GF-2号融合影像数据，每年都对内蒙古面积较大的主要湖水体（含呼伦湖、乌梁素海、达里诺尔、东居延海、岱海和黄旗海）面积进行监测分析。根据2019年9月遥感监测结果显示，内蒙古地区的6大湖水体面积表现出不同的变化特征：呼伦湖经历了一个萎缩-恢复的过程;居延海水域面积逐步恢复;乌梁素海、达里诺尔水域面积变动较小;分布在乌兰察布市境内的两处湖水体岱海和黄旗海，表现为水域面积持续减小。

3.2 火情监控应用和火灾灾后评估应用

内蒙古是典型的温带大陆性气候，85%以上的地区属于干旱半干旱区，尤其在春夏交替季节干旱少雨、高温低湿，受各种因子的交互影响，使森林草原火灾频繁发生。尤其是内蒙古大兴安岭林区，地跨呼伦贝尔市、兴安盟9个旗市，森林面积8.17万平方千米，是我国五大国有林区之一，被称为“北疆的绿色长城”，是春季森林火灾防范的重点地区之一。利用高分卫星监测火点位置信息及天气状况，并及时向相关部门报告，为防扑火工作提供了有力保障。如今年5月1日，内蒙古大兴安岭林区额尔古纳国家级自然保护区和温河生态功能区发生森林火灾;2019年6月，内蒙古大兴安岭地区雷暴活动频繁，降水较常年偏少，平均气温较常年偏高，使得大兴安岭地区相继出现多起雷击火，其中以金河林业局秀山林场火灾损失最为严重，利用高分卫星监测火点位置信息及天气状况，并及时向相关部门报告，8月2日成功获取高分1号卫星在火烧迹地上空的无云影像并开展灾后评估。此次火烧迹总面积约1700多公顷，森林植被破坏严重，达到“特别重大森林火灾”等级。

3.3 沙漠边界变化

土地荒漠化危害人类的生存环境，也影响了社会发展，因此对土地荒漠的监测与评估具有重要意义。内蒙古荒漠总面积达30.3万平方千米，占到全区总土地面积的1/4。其中最负盛名的有五大沙漠，它们分别是巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、巴音温都尔沙漠、库布其沙漠。利用GF-2影像数据结合多源卫星数据，对内蒙古自治区境内的沙漠进行边界变化监测，结果显示，近30年间（1990-2018），内蒙古西部沙漠区存在明显变化的重点区域分别位于巴丹吉林沙漠的西南部、腾格里沙漠的东北部、乌兰布和沙漠东北部、亚玛雷克沙漠东北部、巴音温都尔沙漠的海里部分。从变化面积的绝对量来看，巴丹吉林沙漠扩张面积最大，乌兰布和沙漠面积萎缩明显，从变化率来看巴音温度尔沙漠、亚玛雷克沙漠存在快速扩张趋势，腾格里沙漠总体上较为稳定少动，乌兰布和沙漠面积明显减少。

4 結束语

随着对地观测技术的进步以及人们对地球资源和环境的认识不断深化，用户对高分辨率遥感数据的质量和数量的要求在不断提高。高分遥感技术的出现，迎合了人们需求，越来越多的应用于经济与社会发展中，结合地面监测与航空遥感，综合应用多源数据，有力的提升了环境监测与防灾减灾能力，但机遇与挑战并存，高分遥感技术怎样更全面精准地服务于经济社会将面临更大的挑战。

参考文献：

[1]Thomas M.Lilleand，RalphW.Kiefer，JonathanW.Chipman.遥感与图像解译[M].北京：电子工业出版社，2016，4：3.

[2]彭保发，陈哲夫，李建辉，等.基于GF-1影像的洞庭湖区水体水质遥感监测[J].地理研究，2018，37（9）：1683-1691.

[3]靳海霞，潘健.基于高分二号卫星融合数据的城镇黑臭水体遥感监测研究[J].国土资源科技管理，2017，34（4）：107.